Роль моделирования в технике. Основные определения теории моделирования. Описание процесса компьютерного моделирования. Технические объекты моделирования, параметры объектов. Классификация моделей. Требования к моделям. Обзор методов построения математических моделей, страница 15

Окончательная схема:

 

Начальные условия подаются на интегратор.

54. Понятие события, моделирование с использованием простых событий

Чтобы добавить событие в диаграмму нужно:

- В Explorer в меню Add выбрать Event

- В Event настроить свойства события: имя события, scope – индикатор события со значениями (local, input from Simulink, output to Simulink, export, import (во внешний код)). Другие параметры события:

Trigger – тип сигнала, который переключает входное или выходное событие. Тип переключателя определяет, как управляющие системы переключают входящие и выходящие события, связанных с диаграммой. Типы переключателя делятся на 2 категории: функции запроса и границы. Типы границ переключателя.

- rising edge – нарастающий уровень управляющего сигнала

- falling edge – убывающий

- either edge – нарастающий и убывающий уровень.     В любом случае сигнал должен пересечь 0, чтобы совершить правильное переключение.

Port – входной/выходной порт

 

Неявные события не определяются и не переключаются явно и происходят внутри диаграмм.

Mass1 и Mass2 – параллельные (и) подсостояния.   По умолчанию первый раз диаграммы StateFlow активизирует событием сост. Mass1.off и Mass2.off. Сигналы происходят S1 и переход от Mass1.off к Mass1.on.  Когда выполняется входное действие Mass1.on передаются неявные локальные события (т.е. en(Mass1.on==1)). Эта передача события переключает Mass1.off к Mass1.on

55. Моделирование аналогий в технике

Для описания моделей исп интегральные, интегро-дифференциальные, ДУ как базовые, и еще управления, показывающие взаимосвязь внутренних пар-ов, пар-ов окр. среды. Эти уравнения - определяющие (закон Гука, закон Фурье,...) В общ. случае разные физ явл описываются разными дифф. и определяющими ур-ми, но возможны и аналоги. Аналогия между разными физ явлениями осн на сходимости ур-ний, лежащих в основе описания данных физ явлений. Как пример аналогий можно привести механические системы, моделируемые с пом электрич систем, гидродинамич системы (фильтрация жидкостей) имеют аналогию с распростр тепловой диффузией, пост электр током. Классификация аналогий:

- по физ структура объектов, между кот проводится аналогия (электромеханич, гидродинамические, электротепловые, электродиффузионные, ...)

- по сложности систем

Электромеханические аналогии (таблица приведена ниже)

Электрич цепи - модели прямой аналогии физ систем. Для кажд типа аналогий м.б. получены две электрич модели – цепи-двойники (дуальные цепи). Уравнения дуальных цепей подобны, но сходственные величины в них имеют разную физ природу. Послед соединения в исходной цепи соотв || в дуальной, и наоборот.

I сист аналогий	L1	С1	R1	u1	i1
II сист аналогий	С2	L2	R2	i2	u2

Механич сист.            Первая сист аналогий             Вторая сист аналогий

 

Механическая система	Электрические аналогии
Сила Q	Напряжение u	Ток i
Перемещение x	Заряд q	Потокосцепление ψ
Скорость v=dx/dt	Ток i=dq/dt	Напряжение u=dφ/dt
Податливость e=x/Q=1/c	Ёмкость c=q/u	Индуктивность L= φ/i
Масса m=Q/(dv/dt)	Индуктивность L=u/(dv/dt)	Ёмкость C=i/(du/dt)
Мех. сопротивление S=Q/u	Сопротивление R=u/i	Проводимость y=i/u

Для сложных мех систем электрич модель сост из отдельных элементов – четы-рёхполюсников так же, как составляется из элементов-звеньев исходная система. Этот метод составления эквивалентных схем - метод четырёхполюсников.

Рисунок на обороте

56. Создание исполняемых приложений в Matlab

Дана механическая система, описанная интегро-дифф. уравнениями. Для неё разработана модель в Simulink, решающая интегро-дифф. уравнения. Разработана модель SimPowerSystem, моделирующая электрическую схему аналог. И разработана модель в SimMechanics.

Для проведения аналогий все модели связаны в единую схему и результаты моделирования выведены на блок Scope.

Подключение компилятора

Для компиляции в Матлаб служат команды:

mcc -m  myfun – генерируется exe файл и С-код

mcc -p  myfun – генерируется exe файл + С текст

Компиляцию автономного приложения из нескольких м-файлов осуществляется:

mcc –m <имя_f1_функции> <имя_f2_функции>…<>

Доп средство, позволяющее производить компиляцию в диалоговом режиме – Deployment Tool.

Пакет Matlab.NET Builder используется для преобразование м-функций в классы .NET, которые составляют компонент .NET

1.  создаём м-функцию

2.  устанавливаем компилятор

3.  создаём новый проект и выбираем создание .NET компонента

4.  добавим м-файл к проекту

5.  строим проект

6.  переходим в Visual Studio 2005 и выше.

Создание Simulink функций

s-функция – функция на С, которую можно внедрять в модель Simulink. Есть 2 способа создания: Function Builder – автоматические вручную. Блок S-function Builder находится на вкладке UserDefinalFunction.

Компиляция модели Simulink

Это возможность создания независимого приложения и запуска модели с изучением результатом в виде файла с типом .mat. RealTimeWorkshop позволяет создать exe-файл, при запуске которого файл с типом .mat.выходного сигнала модели Simulink.

Последовательность работы с RealTimeWorkshop:

1.  создаётся модель Simulink

2.  компиляция модели и создание .ехе

3.  после запуска .ехе файл формируется файл .mat на диске

4.  этот файл может быть считан любым скомпилированным приложением Matlab или любой другой программой.

Для компиляции модели Simulink задаётся команда Tools-RealTime-Workshop-Options.

Настраиваем параметры компилятора: выбор компилятора  Fsim, tlc

 в поле make command задать make_rtw.